1、文檔編碼 : CI6V2L7X2V8 HU9T5Q3R8T5 ZJ6V6G2E8K3學習必備 歡迎下載貴州高校 教案課程名稱：機械原理授課老師學習必備歡迎下載機械基礎教研室* 所在單位課程類別課堂理論教學授課時間0 0 學年 1 學期周周一第 2 大節, 2 學時授課內容機械的平穩機械學院班、選課人授課對象教學內容提要第六章 機械的平穩第一節 機械平穩的目的和內容1. 機械平穩的目的機械在運轉時 ,構件所產生的不平穩慣性力的大小和方向一般都是周期性變化的；這一方面將在運動副中引起附加的動壓力,會增大運動副中的摩擦和構件中的內應力,降低機械效率和使用壽命；另一方面必將引起機械及其基礎產生強迫振動

2、或共振,不僅會影響到機械本身的正常 工作和使用壽命而且仍會使鄰近的工作機械及廠房建筑受到影響甚至破壞；機械平穩的目的就是設法將構件的不平穩慣性力加以平穩以排除或減小慣性力的不良影 響；機械的平穩是現代機械的一個重要問題 ,特別在高速機械及精密機械中 ,更具有特別重要的意義；但有一些機械 如： 振實機、按摩機、蛙式打夯機、振動打樁機、振動運輸機等；卻是利用構件產生的不平穩慣性力所引起的振動來工作的2. 機械平穩的內容,就是如何合理利用不平穩慣性力的問題；在機械中 , 由于各構件的結構及運動形式的不同,其所產生的慣性力和平穩方法也不同；據此,機械的平穩問題可分為下述兩類；2.1 轉子 即繞固定軸回

3、轉的構件 的平穩n c1 的轉子 的平穩其平穩1 剛性轉子 工作轉速一般低于0.6 0.75 倍的第一階共振轉速按理論力學中的力系平穩理論進行；1 轉子的 靜平穩 ,即只要求其慣性力平穩；2 轉子的 動平穩 ,即同時要求其慣性力和慣性力矩的平穩；2 撓性轉子 工作轉速大于 0.6 0.75 倍第一階共振轉速基于彈性梁的橫向振動理論；n c1 的轉子 的平穩其平穩原理是學習必備 歡迎下載學習必備 教學內容提要 歡迎下載2.2 機構的平穩作往復移動或平面復合運動的構件 ,其所產生的慣性力無法在該構件上平穩 ,而必需就整個機構加以爭論； 由于慣性力的合力和合力偶最終均由機械的基礎所承擔 , 故又稱這

4、類平穩問題為 機械在機座上的平穩 ；剛性轉子的平穩是本章要介紹的主要內容；其次節 剛性轉子的平穩運算為了使轉子得到平穩,在設計時就要依據轉子的結構, 通過運算將轉子設計成平穩的；1. 剛性轉子的靜平穩運算1 靜不平穩轉子對于軸向尺寸較小的盤狀轉子即軸向寬度b 與其直徑 D 之比 b D 0 2的轉子 , 其質量可以近似認為分布在垂直于其回轉軸線的同一平面內；這時如其質心不在回轉軸線上, 就當其轉動時 ,其偏心質量就會產生慣性力；由于這種不平穩現象在轉子靜態時即可表現出來 , 故稱其為 靜不平穩轉子 ；2 靜平穩及其條件 對于靜不平穩的轉子進行靜平穩時 , 可利用在轉子上增加或除去一部分質量的方

5、法,使其質心與回轉軸心重合 ,即可使轉子的慣性力得以平穩 ,稱為 靜平穩 ；靜平穩的力學條件 : 在轉子上加一平穩質量所產生的慣性力與各偏心質量的慣性力的合力 或質徑積 的矢量和 為零 ,或使轉子的質心在回轉軸線上,即FI = 0 3 靜平穩的運算 靜平穩的運算是針對結構引起的靜不平穩的轉子而進行的平穩運算；即依據轉子的結構 ,運算確定需在轉子上增加或除去的平穩質量,使其設計成平穩的；圖 6-1 所示一盤狀轉子：已知其具有偏心質量 m1、m2,它們各自的回轉矢徑為 r1 、r2 （矢量）,當轉子以角速度 回轉時,各偏心質量所產生的離心慣性力為：Fi =m i 2ri i=1,2 F b: 為了

6、平穩這些離心慣性力,在轉子上加一平穩質量 得匯交力系： F = F i +F b=0 m b,其產生的離心慣性力；學習必備 歡迎下載學習必備 歡迎下載教學內容提要設平穩質量 mb 的矢徑為 r b：就：m1 r1+ m2r2 +mbrb =0 質徑積： mi ri 建立直角坐標系,依據力平穩條件, F = 0 ,即 Fx = 0 、 Fy = 0 （mbrb ）x = - mi ricos i（mbrb ）y = - mi risin i i:第 i 個偏心質量 mi 的矢徑 ri 與 X 軸方向的夾角,逆時針為正mb rb= （mbrb ）2 x +（mbrb ）2 y.依據轉子結構選定 r

7、b后,即得 mb, b=arctan（mbrb ） x ） y/（mbrb ） x 同理,也可反向除去一部分質量 mb ,mbrb = mb rb對于靜不平穩的轉子 ,無論有多少個偏心質量 , 只需進行 單面平穩 ；2. 剛性轉子的動平穩運算1 動不平穩轉子 對于軸向尺寸較大的轉子 即 b D 0.2 的轉子 , 其質量不行以近似認為分布在垂直于其回轉軸線的同一平面內 , 而往往是分布在如干個不同的回轉平面內,這時就當其轉動時 , 由于各偏心質量所產生的離心慣性力不在同一回轉平面內,因而將形成慣性力偶 ,所以仍然是不平穩的；而且該力偶的作用方位是隨轉子的回轉而變化的；這種不平穩現象只有在轉子運

8、轉的情形下才能顯示出來, 故稱其為 動不平穩轉子 ；2 動平穩及其條件 對于動不平穩的轉子 , 為使轉子在運轉時其各偏心質量產生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平穩；需在選擇兩個平穩基面 , 并適當地各加一平穩質量 , 使兩平穩基面內的慣性力之和分別為零 ,這個轉子便可得以動平穩；動平穩的力學條件：各偏心質量 包括平穩質量 的慣性力的矢量和為零 , 以及由這些慣性力所構成的力矩的矢量和也為零 ,即F I = 0 M I = 0 3 動平穩的運算 動平穩的運算是針對結構引起的動不平穩的轉子而進行的平穩運算；即依據轉子的結構 ,運算確定需在轉子上增加或除去的平穩質量,使其設計成動平穩的；對于任何動不平

9、穩的剛性轉子,無論其具有多少個偏心質量, 以及分布于多少個回轉平面內,都只需對其進行 雙面平穩 ；學習必備 歡迎下載教學內容提要例 1: 下圖所示為一裝有皮帶輪的滾筒軸；已知： 皮帶輪上有一不平穩質量m 1 =0.5kg,滾筒上具有三個不平穩質量m2= m3 = m4=0.4kg,r 1=80mm,r 2= r 3= r 4=100mm各不平穩質量的分布如以下圖,試對該滾筒軸進行平穩設計；學習必備 歡迎下載教學內容提要本次課總結：1 當D/b5時,可以將轉子上各個偏心質量近似地看作分布在同一回轉平面內,其 慣性力的平穩問題實質上是一個平面匯交力系的平穩問題；平穩質量 mb的求解方法即可 用圖解法,也可用解析法；應用公式,求出所需增加平穩質量的質徑積 mbr b的大小和方 向,確定 rb后,即可得到 mb ；2 當D/b5時,轉子的軸向寬度較大, 偏心質量不能看作是分布在同一回轉平面內,這時轉子需要進行動平穩設計；在設計過程中,第一應在轉子上選定兩個可添加平穩質 量的、且與離心慣性力平行的平面作為平穩平面,然后運用平行力系分解的原理將各偏 心質量所產生的離心慣性力分解到這兩個平穩平面上；這樣就把一個空間力系的平穩問 題轉化為兩平穩平面內的平面匯交力系的平穩問題；在求解出平穩質量之后,設計工作 并未完成,仍需要在該零件圖的相應位置上添加上這一平穩質量,